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肝脏肿瘤手术的导航“GPS”

导读: 医生可以在暴露的肝脏表面用特殊的触针轻轻描绘,在手术中捕获肝脏的器官形状,计算机可以将之与CT扫描的图像相匹配。这种类似GPS的能力远远比猜测肿瘤和血管在哪里要好得多,但是即使这条路线图也可能会有厘米级的偏差,剩下的就只能依赖于医生的推测。

肝脏是一个特别“滑溜”的器官,这为肝脏的肿瘤手术增加了很多的难度。因为,医生通过CT扫描发现了危及生命的肿瘤,当患者躺在手术台上时,也许肿瘤的位置已经“滑动”了一英寸。肝脏是人体内血液循环的重要器官,肿瘤的附近就可能是重要的血管,这种流动性无疑是对成功手术的一种挑战。

医生可以在暴露的肝脏表面用特殊的触针轻轻描绘,在手术中捕获肝脏的器官形状,计算机可以将之与CT扫描的图像相匹配。这种类似GPS的能力远远比猜测肿瘤和血管在哪里要好得多,但是即使这条路线图也可能会有厘米级的偏差,剩下的就只能依赖于医生的推测。

肝脏肿瘤手术的导航“GPS”

Michael Miga 图片来源:范德比尔特大学

来自范德比尔特大学的生物医学工程教授Michael Miga和他的团队提供了一个很有潜力的解决方案:通过跟踪工具,手术-测试软件能够更好的匹配CT扫描的图像。这是一项进步,可以帮助每年全球超过50万的肝脏患者。他们的文章《Deformation Correction for Image Guided Liver Surgery: AnIntraoperative Fidelity Assessment》本月发表在了杂志《Surgery》上。

腹部手术寻路器触针系统2014年出售给Analogic Corporation,并在顶级癌症中心使用。这项系统的开发者Miga指出,“肝脏在体内诊断成像时的形状和手术时所展现的形状是非常共不同的,”他说,“如果你尝试找到一个一角钱大小的肿瘤而且避开血管,那么你需要避免误差。但是困难在于,迄今医生对一个器官进行手术可以用来评估的方法有限,CT导航的GPS谱图仅以厘米为单位。这是非常危险的,特别是切割位置离主要的血管非常近的时候。”

想要寻求一个方法可以修正这个错误,而又不需要进一步投资昂贵的设备,就是利用计算机软件,使得计算机模型能够从肝脏的原始形状出发,模拟手术中的外应力——例如,将肝脏包裹在纱布中向上提起。计算机可以调整CT导航的GPS谱图,使其能够更好的匹配手术过程中暴露的器官形状。

在纽约纪念斯隆凯特琳癌症中心进行的20位受试者参与的随机双盲研究。在研究中,医生会依照时间为手术室中20位肝脏肿瘤患者的每个人展示6-7张CT成像,总共125张图像。CT图将与原始的Pathfinder或Miga的新增强CT图像对齐,以便对变形进行校正。医生并不知道正在展示的究竟是哪一种,他们通过使用触针对患者肝脏进行触摸并观察显示器,以对图像校准进行评估。然后,医生会对显示器中的图像给出+3到-3之间的相关性评分。显示顺序是随机的,这样可以从原始到增强,再从增强到原始,或者保持不变。外科医生能够在125个不同评估中正确检测其中73%变化。

目前的手术,迫使医生使用科学与人工结合的方法来寻找肿瘤,决定切除多少肝脏可以自我复原。这种新的变形校正技术可以集成到图像引导手术系统中。Miga说,他们所进行的新研究,对于软组织腹部图像引导手术做出了历史性的贡献。


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